Le Wood Wide Web : Le monde caché de la communication végétale

1. Bienvenue sur le Wood Wide Web
2. Le Wood Wide Web : Le réseau souterrain des arbres
3. Signaux chimiques : le langage des plantes
4. Communication racinaire : plus qu'un simple apport de nourriture
5. Réaction face aux menaces : Mécanismes de défense du monde végétal
6. Conclusion et perspectives

1. bienvenue sur le Wood Wide Web

Le Wood Wide Web est un monde caché fascinant dans lequel les arbres et les plantes sont reliés entre eux par un réseau de champignons, semblable à l'internet que nous utilisons tous les jours. Cette connexion unique profite à la fois aux arbres, qui fournissent aux champignons des sucres issus de la photosynthèse, et aux champignons, qui en retour fournissent aux arbres de l'eau et des nutriments. ^[1]. Cette relation symbiotique contribue non seulement à l'échange de nutriments et d'eau, mais permet également la communication entre les arbres et les protège des maladies et des toxines. ^[1][2]. Malgré le rôle essentiel du Wood Wide Web dans notre écosystème, les scientifiques débattent encore de l'ampleur de cette communication et du partage des ressources entre les arbres. ^[3][4].

Cette série d'articles plonge dans le Wood Wide Web, explore le réseau complexe des mycorhizes qui permet l'échange d'eau, de nutriments et d'informations entre les arbres, et examine comment il aide les arbres à communiquer entre eux, à se soutenir pendant les périodes de stress et à augmenter leur résistance aux maladies et aux parasites. ^[2]. Nous examinerons également les défis et les critiques associés au concept de Wood Wide Web et soulignerons la nécessité de poursuivre les recherches afin de comprendre la véritable portée de la communication par l'arbre et du partage des ressources. ^[3][4].

2. le Wood Wide Web : Le réseau souterrain des arbres

• Communication souterraine par les champignons et les racinesLe "Wood Wide Web" est un réseau de champignons et de racines qui permet aux plantes de partager les nutriments et de s'envoyer des signaux. ^[6]. Ce vaste réseau souterrain permet aux arbres de communiquer entre eux et d'échanger des informations. ^[7].
• Mycélium et mycorhizesAu centre de ce réseau se trouve le mycélium, une sorte de champignon qui entre en relation symbiotique avec les racines des arbres, formant ainsi une mycorhize. ^[7]. Cette relation favorise l'échange de nutriments et d'eau entre les arbres. ^[7]. En plus des signaux souterrains envoyés par le réseau mycorhizien, les arbres peuvent également envoyer des signaux en surface par le biais de composés organiques volatils (COV) tels que les terpènes. ^[7].
• Capacités de perception et de communication des arbres:
  • L'extrémité des racines des arbres est dotée d'un organe semblable à un cerveau qui les aide à percevoir et à traiter les signaux provenant de l'environnement. Cet organe est capable de détecter des facteurs physiques tels que la gravité, la lumière, l'humidité, l'oxygène et les nutriments et de transmettre ces informations au reste de l'arbre. ^[7].
  • Les réseaux mycorhiziens permettent également la transmission de signaux chimiques et électriques. Cette communication est facilitée par le fait que les extrémités des racines des arbres peuvent se reconnaître et communiquer entre elles, ce qui démontre une forme de conscience de soi. ^[7].
  • Les plantes communiquent également par le biais de leurs systèmes racinaires, en utilisant des hormones et d'autres produits chimiques pour interagir avec les plantes voisines. Ce réseau de communication aide les plantes à coordonner leur croissance et à se défendre contre les menaces. ^[10].

3. signaux chimiques : le langage des plantes

Les plantes utilisent une multitude de signaux chimiques pour communiquer avec leur environnement et les autres plantes. Ces signaux servent à différentes fins, de l'avertissement de dangers à l'attraction de pollinisateurs. Voici un examen détaillé de ce langage chimique :

1. Communication sous terre:
   • Exsudats de racinesLes racines émettent des signaux chimiques, appelés exsudats racinaires, pour informer les plantes voisines des menaces ou faciliter l'échange de nutriments et d'eau. ^[11].
   • Réponse systémiqueL'acide salicylique et l'acide jasmonique (jasmonates) servent de signaux pour la réponse systémique. Ces signaux peuvent également être transmis à des plantes voisines, ce qui déclenche également une réponse systémique dans ces plantes. ^[16].
2. Communication au-dessus de la terre:
   • Composés organiques volatils (COV): Les plantes communiquent en émettant des COV pour signaler leur état à l'environnement. Le type de COV émis peut varier en fonction de l'histoire de la plante avec les herbivores. Les plantes qui ont souvent été en contact avec des herbivores émettent un modèle général de COV qui peut être compris par un plus large éventail de plantes. Les plantes qui ont eu peu de contacts avec des herbivores émettent un modèle de COV plus spécifique qui ne peut être compris que par des plantes étroitement apparentées. ^[13].
   • Signaux optiques et chimiquesLes plantes peuvent également communiquer par des signaux optiques et chimiques. Les signaux optiques comprennent des caractéristiques physiques telles que des poils sur les tiges ou des motifs de couleur sur les feuilles, qui éloignent ou attirent certains animaux. Les signaux chimiques prennent généralement la forme d'odeurs ou de gaz libérés par la plante pour communiquer avec son environnement. Ces signaux servent deux objectifs principaux : la reproduction et la protection ^[14].
3. Récepteurs spécifiques et modifications génétiques:
   • Récepteurs d'hormones gazeusesLes plantes communiquent entre elles par des signaux chimiques et utilisent un récepteur spécifique pour détecter les hormones gazeuses comme l'éthylène. Des plantes génétiquement modifiées ont été développées, qui possèdent un récepteur d'éthylène bloqué, ce qui les rend insensibles au signal d'éthylène et leur permet de conserver plus longtemps des fruits comme les bananes et les tomates. ^[15].
     
     Ces systèmes de communication complexes soulignent la capacité des plantes à réagir et à s'adapter à leur environnement, ce qui en fait des acteurs importants de leurs écosystèmes.

4. communication racinaire : plus qu'un simple apport alimentaire

Les racines des plantes jouent un rôle crucial dans la communication en identifiant d'autres racines de plantes et en communiquant avec elles. Cette capacité permet aux plantes d'échanger des informations sur leur environnement immédiat et de réagir aux changements. ^[12].

• Communication acoustique:
  1. Les plantes peuvent communiquer de manière acoustique par des sons ultrasoniques (20-100 KHz). La fréquence et l'intensité de ces sons augmentent dans des conditions de stress. ^[12].
  2. Une étude de 2023 a montré que les plantes peuvent communiquer acoustiquement en produisant un son par heure dans des conditions normales et beaucoup plus en cas de stress. ^[12].
  3. Des chercheurs ont découvert que les plantes peuvent communiquer avec des craquements qui se situent dans la plage de fréquences d'environ 220 hertz. Les plantes orientent leur croissance en fonction de la source acoustique lorsque les ondes sonores se situent dans la plage de fréquence de 220 Hz. ^[17].
• Communication entre les feuilles et les racines:
  • Le Centre de biologie moléculaire des plantes (ZMBP) de l'université de Tübingen se concentre sur l'étude de la manière dont les feuilles communiquent avec les racines pendant la symbiose des plantes avec des bactéries fixatrices d'azote. ^[18].
  • L'étude a découvert que les feuilles envoient une courte séquence d'ARN, miR2111, aux racines afin de maintenir la plante réceptive à l'infection par des bactéries symbiotiques jusqu'à ce qu'un équilibre favorable soit établi. ^[18].
    
    Ces découvertes soulignent la complexité de la communication végétale, qui va bien au-delà de la simple prise de nourriture. La capacité des plantes à communiquer de manière acoustique et à envoyer des signaux spécifiques entre différentes parties de la plante ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des interactions au sein de l'écosystème et le développement d'approches innovantes dans la gestion des plantes et la sylviculture.

5. réaction aux menaces : Mécanismes de défense du monde végétal

Les plantes ont développé des mécanismes uniques pour réagir aux menaces de leur environnement. Ces stratégies de défense peuvent être divisées en mécanismes de défense chimique, mécanique et structurelle :

1. Défense chimique:
   • Les plantes produisent des substances végétales secondaires comme l'éthylène, qui régule le processus de maturation des fruits et peut influencer les fruits voisins. ^[10].
   • Le salicylate de méthyle est produit lorsque les plantes sont infectées par des virus ou des bactéries nuisibles. Il agit comme un antiparasitaire naturel et avertit les plantes voisines du danger. ^[10].
   • La systémine, un peptide de la famille des solanacées, joue un rôle crucial dans la défense des plantes contre les insectes herbivores. Elle déclenche la production d'acide jasmonique, qui à son tour conduit à la synthèse d'inhibiteurs de protéase et de quinoléines qui perturbent le métabolisme des insectes attaquants. ^[19].
2. Défense mécanique et structurelle:
   • Épines et piquantsBarrières physiques pour repousser les animaux herbivores. ^[16].
   • Structure du tissu de finitionLe rhizoderme, l'épiderme avec la cuticule et la couche de cire font office de barrières contre les intrus. Les blessures et les stomates sont des points d'entrée privilégiés pour les agents pathogènes. Certaines variétés de blé ouvrent leurs stomates plus tard dans la journée, de sorte que les spores fongiques germées dans l'humidité de la nuit sont déjà desséchées avant de pouvoir pénétrer. ^[16].
3. Réactions biochimiques:
   • La reconnaissance d'un agresseur déclenche des réactions biochimiques dans les cellules et les tissus, qui produisent et déplacent des substances toxiques ou inhibitrices de croissance pour l'agent pathogène. Il s'agit notamment de la formation de cals, de la mort cellulaire programmée (apoptose) des cellules infectées, de la formation de molécules d'oxygène activées, de la formation de molécules toxiques du métabolisme secondaire (phytoalexines) et de l'induction de protéines PR ou de protéines liées à l'agent pathogène comme la chitinase et la glucanase. ^[16].

Ces mécanismes de défense montrent comment les plantes réagissent aux menaces de diverses manières, de la production de produits chimiques spécifiques au développement de barrières physiques et à l'activation de leur système immunitaire.

6) Conclusion et perspectives

Le monde fascinant de la communication végétale, que nous avons mis en lumière dans cet article, montre à quel point les interactions dans le règne végétal sont complexes et sophistiquées. De l'échange de signaux chimiques sous terre à la communication acoustique en passant par la réaction aux menaces, le Wood Wide Web révèle un vaste système de collaboration et de survie essentiel à la santé et à la croissance des plantes ainsi qu'à l'écosystème dans son ensemble. La symbiose rendue possible par les champignons et les racines ne contribue pas seulement à l'échange de nutriments et d'informations, mais renforce également le système de défense commun contre les maladies et les parasites.

Il reste beaucoup à explorer sur les mécanismes exacts et la pleine portée de la communication végétale. Les connaissances présentées et les questions en suspens indiquent la nécessité de poursuivre les recherches afin d'approfondir notre compréhension de ces phénomènes naturels remarquables. Les implications pour la sylviculture, la protection de l'environnement et les pratiques agricoles sont énormes, soulignent l'importance de la conservation de la biodiversité et nous incitent à trouver des moyens innovants pour gérer nos ressources naturelles de manière durable.

Autres questions et réponses sur la communication avec les plantes

Comment fonctionne ce qu'on appelle le Wood Wide Web ?
Le Wood Wide Web, souvent appelé l'Internet de la forêt, est basé sur un réseau de fins filaments de champignons qui traversent le sol de la forêt. Ces filaments établissent un lien entre les arbres, les arbustes et la plupart des plantes supérieures.

De quelle manière les arbres échangent-ils des informations entre eux ?
Les arbres sont capables de capter des informations via leurs feuilles et leurs racines, de les traiter et de réagir en conséquence. Ils communiquent à la fois en interne et entre eux. Les recherches montrent que les plantes disposent de capacités bien plus importantes que ce que l'on pensait jusqu'à présent.

Pourquoi le réseau de mycorhizes est-il appelé "Wood Wide Web" ?
La chercheuse Suzanne Simard a découvert le réseau de champignons mycorhiziens et de racines de plantes et l'a nommé Wood Wide Web. Les mycéliums des champignons mycorhiziens relient ainsi entre elles les pointes des racines de différents arbres, créant ainsi un vaste réseau de communication.

Qui est la découvreuse du Wood Wide Web ?
Le Dr Suzanne Simard a inventé le terme Wood Wide Web en 1990 et a découvert le phénomène qui se cache derrière. Il s'agit d'un réseau complexe de racines et de champignons mycorhiziens qui permet la communication et l'entraide entre les arbres et les autres plantes.

Liens complémentaires

• https://www.mein-schoener-garten.de/lifestyle/natur-tiere/die-kommunikation-der-pflanzen-33036
• https://www.textatelier.com/index.php?id=996&blognr=2350
• https://animaltalk.com.au/can-plants-really-communicate-with-us/
• Wolf-Dieter Storl - Dévas végétal (livre)
• Peter Wohlleben - La vie secrète des arbres : la découverte d'un monde caché (livre)

Youtube